Περίθλαση εναντίον Σκέδασης
Η περίθλαση και η σκέδαση είναι δύο πολύ σημαντικά θέματα που συζητούνται στην κυματομηχανική. Αυτά τα δύο θέματα είναι υψίστης σημασίας και είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της συμπεριφοράς των κυμάτων. Αυτές οι αρχές χρησιμοποιούνται ευρέως σε πεδία όπως η φασματομετρία, η οπτική, η ακουστική, η έρευνα υψηλής ενέργειας, ακόμη και τα σχέδια κτιρίων. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η περίθλαση και η σκέδαση, οι ορισμοί τους, οι εφαρμογές της σκέδασης και της διάθλασης, οι ομοιότητές τους και τέλος η διαφορά μεταξύ περίθλασης και σκέδασης.
Τι είναι η περίθλαση;
Η περίθλαση είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται στα κύματα. Η περίθλαση αναφέρεται σε διάφορες συμπεριφορές των κυμάτων όταν συναντά ένα εμπόδιο. Το φαινόμενο της περίθλασης περιγράφεται ως η φαινομενική κάμψη των κυμάτων γύρω από μικρά εμπόδια και η εξάπλωση των κυμάτων πέρα από μικρά ανοίγματα. Αυτό μπορεί εύκολα να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας μια δεξαμενή κυματισμού ή παρόμοια διάταξη. Τα κύματα που δημιουργούνται στο νερό μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των επιπτώσεων της περίθλασης όταν υπάρχει ένα μικρό αντικείμενο ή μια μικρή τρύπα. Η ποσότητα της περίθλασης εξαρτάται από το μέγεθος της οπής (σχισμή) και το μήκος κύματος του κύματος. Για να παρατηρηθεί η περίθλαση, το πλάτος της σχισμής και το μήκος κύματος του κύματος πρέπει να είναι της ίδιας τάξης και ή σχεδόν ίσα. Εάν το μήκος κύματος είναι πολύ μεγαλύτερο ή πολύ μικρότερο από το πλάτος της σχισμής, δεν παράγεται μια παρατηρήσιμη ποσότητα περίθλασης. Η περίθλαση του φωτός μέσω μιας μικρής σχισμής μπορεί να θεωρηθεί ως απόδειξη για την κυματική φύση του φωτός. Μερικά από τα πιο διάσημα πειράματα περίθλασης είναι το πείραμα μονής σχισμής του Young και το πείραμα διπλής σχισμής του Young. Το πλέγμα περίθλασης είναι ένα από τα πιο χρήσιμα προϊόντα που βασίζεται στη θεωρία της περίθλασης. Χρησιμοποιείται για τη λήψη φασμάτων υψηλής ανάλυσης.
Τι είναι η διασπορά;
Η σκέδαση είναι μια διαδικασία όπου τα κύματα αποκλίνουν λόγω ορισμένων ανωμαλιών στο χώρο. Μορφές ακτινοβολίας όπως το φως, ο ήχος και ακόμη και μικρά σωματίδια μπορούν να διασκορπιστούν. Η αιτία της σκέδασης μπορεί να είναι ένα σωματίδιο, μια ανωμαλία πυκνότητας ή ακόμα και μια επιφανειακή ανωμαλία. Η σκέδαση μπορεί να θεωρηθεί ως αλληλεπίδραση μεταξύ δύο σωματιδίων. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για την απόδειξη της δυαδικότητας των κυματικών σωματιδίων του φωτός. Για αυτήν την απόδειξη, λαμβάνεται το φαινόμενο Compton. Ο λόγος που ο ουρανός είναι γαλάζιος οφείλεται επίσης στη διασπορά. Αυτό οφείλεται στο φαινόμενο που ονομάζεται σκέδαση Rayleigh. Η σκέδαση Rayleigh προκαλεί το μπλε φως από τον ήλιο να διασκορπίζεται περισσότερο από άλλα μήκη κύματος. Λόγω αυτού, το χρώμα του ουρανού είναι μπλε. Άλλες μορφές σκέδασης είναι η σκέδαση Mie, η σκέδαση Brillouin, η σκέδαση Raman και η ανελαστική σκέδαση ακτίνων Χ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Σκέδασης και Περίθλασης;
• Η περίθλαση είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται μόνο στα κύματα, αλλά η σκέδαση είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται τόσο στα κύματα όσο και στα σωματίδια.
• Η περίθλαση είναι μια ιδιότητα της διάδοσης των κυμάτων, ενώ η σκέδαση είναι μια ιδιότητα των αλληλεπιδράσεων των κυμάτων.
• Η περίθλαση μπορεί να ληφθεί ως απόδειξη για την κυματική φύση του φωτός. Ορισμένες μορφές σκέδασης (σκέδαση Compton) μπορούν να ληφθούν ως απόδειξη για τη σωματιδιακή φύση του φωτός.
